DE2625797A1

DE2625797A1 - Felgenkonstruktion fuer eine rad- und bremsanordnung

Info

Publication number: DE2625797A1
Application number: DE19762625797
Authority: DE
Inventors: James Michael Budd; Daniel Lynn Koehler; Vijay Rastogi
Original assignee: BF Goodrich Corp
Current assignee: Goodrich Corp
Priority date: 1975-06-19
Filing date: 1976-06-09
Publication date: 1976-12-30
Also published as: JPS615015B2; SE7606672L; GB1541729A; FR2316088A1; US4018482A; DE2625797C2; JPS521375A; FR2316088B1; CA1048947A

Description

Dr.H./Lu

3. Juni 1976

The B.F. Goodrich Company 5oo South Main Street Akron, Ohio 44 318-USA

"Felgenkonstruktion für eine Rad^ und Brems anordnung"

Die Erfindung betrifft Scheibenbremsen oder Kupplungen und insbesondere die Drehmomentübertragungsteile, welche am Rad zum Eingriff mit den Rotoren befestigt sind. Bisher hat man getrennte Antriebsleisten an dem Rad und der Felge befestigt. Man hat diese auch durch aus einem Stück mit der Felge bestechende Leisten auf der radialen Innenfläche der Felgen ersetzt, weil hierdurch beträchtliche Gewichtsersparnisse erzielt werden können, und hierdurch das Gewicht der Brems- und Radanordnung verringert wird.

Gleichzeitig wird hierdurch Jedoch auch die Verteilung der Belastung in der Felge geändert.

Zugbeanspruchungen in der Felge der integrierten Nasen haben die gewünschten Grenzwerte im Betrieb überschritten, wodurch

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frühzeitige Schaden infolge ERmüdungserscheinungen auftraten ! und ferner die mögliche Belastung der Felge verringert wurde. j Beschädigungen der integrierten Nasen traten ferner in der j Felge an den Reifenstützflanschen auf, welche den Reifen in seinem Bett halten und hierdurch wurde zusätzlich die Gefahr des Auftretens von Schaden erhöht.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Felgenkonstruktion mit ingegrierten Drehmomentübertragungsnasen, bei welcher der Umriss jeder der Nasen so gestaltet ist, daß die Höchstwerte der Zugbeanspruchungen in den Nasen und der Felge unter den Höchstwert der zulässigen Zugbeanspruchung gesenkt werden.

Ferner werden die Endmomente und Scherkräfte auf die Felgenicanten bei Nasen mit einem solchen Umriss schnell gedämpft.

per Umriss der Nase ist erfindungsgemäß derart, daß die Stelle

jder höchsten Beanspruchung und etwaiger Beschädigungen im Ab-

'stand von dem Felgenflansch und dem Reifenbett liegt und zwar lan einer Stelle, wo etwaige Schäden nur zu reringen Risiken und

'Beschädigungen führen.

Dieser Erfolg wird ohne zusätzliches Gewicht erreicht, und zwar im wesentlichen dadurch, daß kanalförmige Rinnen die Nasen umfassen und hierdurch einen Drehmomenteingriff mit dem axial

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'■ Verschiebbaren Brems- oder Kupplungsglied schaffen.

In den Zeichnungen ist eine bevorzugte Ausführungsform ^! sowie eine Abänderung des Erfindungsgegenstandes beispielsweise und rein schematisch dargestellt.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: einen Teilschnitt nach Linie 1-1 von Fig.

einer Rad- und Bremsanordnung, wobei die

Achse und eine Hälfte des Rades strichpunktier"

dargestellt und Teile fortgelassen sind;

Fig. 2: einen Teilschnitt durch die Felge und zwei Nasen längs der Linie 2 - 2 in Fig. 1;

Fig. 3: einen Teilschnitt der Felge und einer Nase längs der Linie 3 - 3 in Fig. 2;

Fig. 4: eine radiale Ansicht der Nase längs der Linie 4 - 4 in Fig. 2 und

Fig. 5: einen Teilschnitt gemäß Fig. 3 für eine

abgeänderte Ausführungsform der Erfindung.

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Fig. 1 zeigt eine Rad- und Bremsanordnung 1o, bei welcher ein Rad 11 aus einer inneren Hälfte 12 und einer äußeren Hälfte 13 besteht, welche durch nicht dargestellte Bolzen 'und Muttern in bekannter Weise miteinander verbunden sind.

Das Rad 11 hat Nabenteile 14, 15, welche drehbar auf einer Achse 16 gelagert sind.

Die Achse 16 trägt Lager 17, 18, welche zwischen der Achse und Nabenteilen liegen. Die Rad- und Bremsanordnung 1o dreht sich um die Achse A-A der Achse 16.

Die Radhälften 12 und 13 schließen Felgen 19 und 22 mit Flanschen 23 und 24 ein, welche mit den Bettteilen der Reifen in Eingriff kommen.

Die Hälften 19 und 2o haben Radscheiben 25, bzw. 26. Diese liegen zwischen den Nafrenteilen 14 und 15 und den Felgen 19 und 22. Zwischen die Radteile 25 und 26 kann eine Dichtung 27 eingeklemmt sein, um innerhalb des auf die Felgenteile 19 und 22 montertDten Reifens eine luftdichte Kammer zu schaffen.

Der Felgenteil 19 der inneren Radhälfte 12 hat eine radiale Innenfläche 28, welche von einer inneren oder ersten Kante 29 der Felge zu einer Fläche neben der Radscheibe 25 oder einer zweiten Kante 32 des Felgenteils verläuft.

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Die Felgenteile 19 und 22 sind im wesentlichen zylindrisch, ! wobei die Zylinderachse koaxial zur Achse A-A der Rad-Brems- j

anordnung 1o verläuft. |

Gemäß Fig. 1 und 2 erstrecken sich Drehmomentübertragungsnasen I 33 und 34 von der Innenfläche 28 des Felgenteils radial nach
innen. Sie bestehen aus einem Stück mit dem Nabenteil 19
und erstrecken sich axial über die Innenfläche 28 von der ersten
Kante 29 zur zweiten Kante 32 des Felgenteils.
Die Nasen 33 und 34 sind in Abständen voneinander auf den Umfang des Felgenteils 19 verteilt.

Da die Konstruktion aller Nasen gleich ist, genügt es, die
folgende Beschreibung auf die Nase 33 zu beschränken, wobei
diese Beschreibung auch für die Nase 34 und alle anderen
(nicht dargestellten) Nasen .rund um den Felgenteil 19 herum
gilt.

Die Nase 33 besteht aus einem Stück mit dem Felgenteil 19

der Radhälfte 12, die z.B. aus geschmiedetem Aluminium besteht.

Die Nase 33 ist im Querschnitt rechteckig und besitzt parallele

Seitenflächen 35, 36.

Ferner hat die Nase 33 eine radial verlaufende Innenfläche 37,

welche im wesentlichen parallel zur Achse A-A der Rad- und

Bremsanordnung 1o verläuft.

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Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, hat die Innenfläche 37 ' der Nase 33 eine Vertiefung 38, welche in ihrer Längsrichtung verläuft, so daß die Dicke T der Nase zwischen ihrer Innen- ; fläche 37 und der radialen Innenfläche 28 des Felgenteils 19 ι im Bereich der Vertiefung abnimmt. \

Bei dieser Ausführungsform hat die Nase 33 eine Länge von ungefähr 18 cm und die Vertiefung 38 liegt etwa in einer Entfernung von 1o cm von der Radscheibe 25. Die Tiefe d der Vertiefung an der tiefsten Stelle beträgt etwa 6 mm und die Länge der Vertiefung 38 erstreckt sich von der Radscheibe 25 in eine Lage von etwa 13 cm bis zu einer Lage radial einwärts unter dem Felgenrand 23. Gemäß Fig. 3 ist der Abstand der Vertiefung 38 zur ersten Kante 29 etwa gleich dem Abstand zur zweiten Kante 32 des Felgenteils 19 und die Vertiefung erstreckt sich bis zum Ende der Nase an der Radscheibe 25.

Die Nase 33 ist durch eine im Querschnitt U-förmige Rinne aus Stahl oder einem anderen gegen Abnutzung widerstandsfähigem Material abgedeckt. Die Rinne 39 hat Seitenteile 42 und 43 und einen Bodenteil 44. Die Rinne 39 ist auf der Nase 33 so gelagert, daß Seitenteile 42, 43 der Rinne dicht gegen die

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Seitenflächen 35 und 36 der Nase sich legen und der Bodenteil der Rinne sich wenigstens gegen einen Teil der Innenfläche 37 außerhalb der Vertiefung 38 legt.

Die Nase 33 kann neben der Innenfläche 28 des flachen Teiles 19 Schultern 47 und 48 haben, welche sich längs der Nasen erstrecken und eine Fläche bilden, welche im wesentlichen ■ parallel zur Achse A-A der Rad- und Bremsanordnung 1o verläuft.

Die Breite der Seitenteile 42, 43 der Rinne 39 ist über die gesamte Länge der Rinne gleich. Die Kanten 49 und 52 lefeen sich gegen Hitzeschilde 53, 54 und 55 aus Metall oder einem anderen wärmereflektierenden Werkstoff zwischen den Kanten 49 und 52 der Rinne und den Schultern 47 und 48 der Nasen 33· Der Sjüüücz Hitzeschild 53 Eegt zwischen den Nasen 33 und 34 und wird durch die Rinnen 39 und eine Stütze 56 in seiner Stellung gehalten. Die Stütze 56 ist am Hitzeschild befestigt und mit dem flachen Teil 19 durch einen Niet 57 verbunden. Da die Hitzeschilde 53» 54 und 55 über ihre gesamte Ausdehnung dieselbe Dicke haben, und die Kanten 49 und 52 der Rinne 39 sich gegen eine zur Achse A-A der Rad- und Bremsanordnung 1o parallele Fläche legen, so verläfut auch die Fläche des Bodenteils 44 der Rinne parallel zur Achse der Rad- und Bremsanordnung

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Wie in Fig. 1 dargestellt, ist zwischen dem Felgenteil 19 und dem Nabenteil 14 eine Scheibenbremse mit drehbaren Scheibenteilen, z.B. Rotoren 58, 59 und 6o und nicht drehbaren ;Schbibenteilen, z.B. Statoren 63 und 64 und Endplatten 65 und 66 angeordnet.

Die Rotoren 58, 59 und 6o haben Schlitze 67, 68 und 69 zum Gleiteingriff mit den Rinnen 39. Auf den Flächen der Rotoren 58, 59 und 6o sind Reibbeläge 72 und 73 angeordnet zum Eingriff mit den Endplatten 65 und 66 sowie den Statoren 63 und 64.

Die Achse 16 h,at einen Teil 74 mit größerem Durchmesser bzw. eine Büchse 74 mit einem Drehflansch 75· Auf diesem ist ein Drehrahmen und ein Drehrohr angeordnet. Das Drehrohr hat Keilnuten zum gleitbaren Eingriff in Schlitze in den Statoren 63, 64 und den Endplatten 65, 66.

Die Rotoren und Statoren werden miteinander durch geeignete Kraftmittel, z.B. eine hydraulische Zylinder- und Kolben-Anordnung miteinander in Bremseingriff gebracht. Die hydraulische Kolben- und Zylindereinrichtung ist auf den Drehrahmen montiert j und drückt die Endplatte 65 gegen eine Reaktionsplatte, welche die Endplatte 66 trägt.

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Bei der abgeänderten Ausführungsform gemäß Fig. 5 hat die Nase 33' zwei im Abstand voneinander liegende Vertiefungen 76 und 77 an ihrer Innenfläche 37'.

Eine Rinne 39' umfasst die Nase 33' in gleicher Weise, wie für die Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 4 beschrieben. i Die Nase 33* besteht mit der einen Nabenhälfte 19' aus einem i Stück. Die Nabenhälfte 19' ist mit einer Radscheibe 25^f der einejn

Radhälfte 12' verbunden.

Ein Flansch 23' zum Abstützen des Reifens erstreckt sich radial von der einen Felgenhälfte 19' nach außen. Die Vertiefung 76 liegt radial innerhalb des Flansches 23'. Die Vertiefung 77 liegt zwischen der Vertiefung 76 und der Verbindung der Nase 33' mit der Radscheibe 25'. Bei der Ausführungs form gemäß Fig. 5 ist die Nase 33' etwa 18 cm lang und die Vertiefung 76 liegt etwa 13 cm von der Radscheibe 25' entfernt. Die Vertiefung 77 ist etwa 7»5 cm von der Radscheibe 25' entfernt. Beide Vertiefungen haben eine Tiefe d¹ von etwa 6 mm. Jede Vertiefung 76 und 77 ist etwa 4 cm lang und ihr Abstand voneinander beträft etwa 4 cm.

Vergleichsversuche mit angesetzten Spannungsmessem längs den Innenflächen 37 und 37' der Nasen 3o und 33' haben ergeben, 609853/0711

daß die erreichten Spitzenbeanspruchungen um über 14o kg
pro cm- verringert wurdenim Vergleich zu einer Fel&enkonstruk- | tion, bei welcher die Nasen an ihrer Innenfläche keine Vertiefungen haben.

Diese Verringerung der maximalen Zugbeanspruchung an den Innenflächen 37 und 37' der Nasen 33 und 33^f verhindert vorzeitige
Ermündungserscheinungen, welche sich aus den Dauerbeanspruchungen ergeben, die beim Rollen des Rades 1o in belastetem Zustand auftreten.

Wahrscheinlich beruhen diese verbesserten Ergebnisse auf der
Verringerung der Steifigkeit der Nasen 33 und 33', die gestattet, daß die Flanschen 23 und 23^f einen größeren Teil
des Gewichts auf einen größeren Teil der Felgen 19 und 19^!
übertragen.

Außer den in den Figuren 3 und 5 gezeigten Konturen können in
Übereinstimmung mit der Lehre der Erfindung eine größere
Anzahl von Vertiefungen von unterschiedlicher Tiefe oder auch
eine Vertiefung mit unterschiedlichen Konturen vorgesehen wer- j den, um die Höchstbeanspruchung auf diejenige Beanspruchung { zu verringern, welche den notwendigen Rollabstand für ein ⁱ Rad aus dem betreffenden Material sicherstellt. ;

In der Erfindung ist ferner die Maßnahme eingeschlossen, | daß die Rinnen 39 und 39' in Verbindung mit Nasen 33 und 33' ^!

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; unterschiedlicher Konturen Ver*jendung finden, um wirksam I die Drehkräfte von den Rotoren 58, 59 und 6o auf die Felgen-, halften 19' und die Radscheiben 25 und 25' der Radhälften 19 und 19' gemäß der Erfindung zu übertragen.

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Claims

μ.

Ansprüche:

f. 1 JFelgenkonstruktion für eine Rad- und Bremsanordnung, bei welcher die Felge im wesentlichen zylindrisch und koaxial zur Achse der Rad- und Bremsanordnung ausgebildet ist und bei welcher die Felge eine radiale Innenfläche aufweist, welche eine mit der Felge aus einem Stück bestehende ein Drehmoment übertragende Nase hat, welche sich radial nach innen und axial in Bezug auf die Innenfläche erstreckt, welche ferner axial verlaufende Seitenflächen zur Übertragung des Drehmoments von den Bremsgliedern auf die Felge besitzt und eine radiale Innenfläche aufweist, welche in ihrer Längsrichtung an einer Stelle mit Vertiefung versehen ist und daß die Dicke der Nase in radialer Richtung an dieser Stelle vermindert ist, um die Beanspruchungen der Nase und der Felge in Betrieb der Rad- und Bremsanordnung zu verrin-

! gern.

, 2. Felgenkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ι daß die Innenfläche der Nase an wenigstens zwei im Abstand

voneinander liegenden Stellen mit je einer Vertiefung ; versehen ist.

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3. F elgenkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kante der Felge neben dem Reifenflansch und eine zweite Kante der Felge neben der Radscheiben liegt, wobei die Nase sich zwischen dem Reifenflansch und der Radscheibe erstreckt und die Vertiefung etwa in der Mitte . des Abstands zwischen der ersten und zweiten Kante liegt. j

4. Felgenkonstruktion nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, · daß die Vertiefung sich bis zum Ende der Nase an der Radscheibe erstreckt.

5. Felgenkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner eine Schutzrinne von U-förmigem Querschnitt enthält' , welche über der Innenfläche der Nase und ihren Seitenflächen liegt und mit den Bremsteilen in Eingriff kommt.

6. Felgenkonstruktion nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne sich gegenüberliegende Seitenteile und einen diese verbindenden Rundteil hat, wobei die sich gegenüberliegenden Seitenteile über den Seitenflächen der Nase liegen,

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und der Grundteil eine Oberfläche hat, welche parallel zur Achse der Rad- und Bremsanordnung über die gesamte Lange der Nase verläuft, wodurch ununterbrochen im allgemeinen flache Drehmomentübertragungsflächen zum Eingriff mit den Bremsteilen in allen Stellungen längs der Nase vorhanden sind.

7. Felgenkonstruktion nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nase innen rechteckigen Querschnitt hat, die Seitenflächen zueinander parallel verlaufen und die Seitenteile der Rinne parallel zu den von ihnen abgedeckten Seitenflächen der Nasen verlaufen.

8. Felgenkonstruktion nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich-

net, daß die Nase und die Felge aus geschmiedetem j

1 Aluminium und die Rinnen aus Stahl bestehen.

9. Felgenkonstruktion nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich- '■ net, daß der Grundteil der Rinne die Innenfläche der Nase wenigstens über einen Teil ihrer Länge abdeckt, und ferner Befestigungsmittel aufweist, um den Grundteil mit der Nase in diesem Teil der Nase zu verbinden.

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